고추력 리니어 모터 기술로드맵

고추력 리니어 모터 기술로드맵(2009~2013년)

가. 기술적 목표

(1) 시장니즈와 핵심요구기능

○ 고속화, 고정밀화, 저진동화, 고추력화와 같은 시장니즈에 대한 핵심요구기능은

   <표 1>과 같음.

<표 1> 시장니즈별 핵심요구기능

시장니즈	핵심요구기능
고속화	고정도/고추력 모터 설계기능
고정밀화	고정밀 모터 조립기능
저진동화	고속 및 고정도 제어기능
고추력화	고추력화를 위한 모터 냉각기능

(2) 핵심요구기능별 주요요소기술

○ 고정도/고추력 모터설계기능, 고정밀 모터 조립기능, 고속 및 고정도 제어기능, 고추력화를 위한 모터 냉각기능과 같은 핵심요구 기능에 대한 주요요소기술은 <표 2>와같음.

핵심요구기능	주요요소기술
고정도/고추력 모터설계 기능	양측식 Cored 타입 모터의 전자기 해석 및 설계기술
	디텐트력 저감을 위한 가동자 및 고정자 형상 설계기술
	정확한 손실 계산을 위한 전기강판 특성반영 해석기술
고정밀 모터 조립기능	영구자석의 안정적인 고정을 위한 조립기술
	정확한 공극 유지를 위한 조립기술
	정렬권선 유지를 위한 정밀조립기술
	안정적인 몰딩 구조 형성을 위한 몰딩제조기술
고추력화를 위한 모터 냉각기능	냉각 성능 최대화를 위한 냉각채널 설계기술
	냉각부 부착기술
고속 및 고정도 제어기능	실제적인 투입전류 형상을 반영한 리플저감 설계기술
	안정적인 홀센서 지지구조 설계기술
	강인 제어, 최적 제어 기술

(다) 주요 요소기술(Key Technology)별 성능목표

<표 3> 주요요소기술별 성능 목표

주요요소기술	중류	기술목표	국내외 최고 성능대비  기술 수준(%)
양측식 Cored 타입 모터의 전자기 해석 및 설계기술	고정자/가동자	고추력화(5,000N 이상) 및 고추력 밀도화	70%
		고속화(최고속도 3m/sec 이상)	80%
	고정자	목표 역기전력 도출 설계	80%
디텐트력 저감을 위한 가동자 및 고정자 형상 설계기술	고정자	디텐트력 저감화(± 2.5이하)	80%
정확한 손실 계산을 위한 전기강판 특성반영 해석기술	고정자/가동자	전자기 손실 최소화(소재/구조/조립)	60%
영구자석의 안정적인 고정을 위한 조립기술	고정자	흡인력 강성 구조 설계	80%
정확한 공극 유지를 위한 조립기술	고정자	영구자석 일정피치 유지 조립	100%
		양측 공극 유지 조립	90%
정렬권선 유지를 위한 정밀조립기술	가동자	점적율 최대화 설계(70% 이상)	90%
안정적인 몰딩 구조 형성을 위한 몰딩제조기술	가동자	고강성, 최소변형 몰딩 기술	80%
		열변형 방지구조 설계	80%
		내절연성 향상 조립기술	90%
냉각 성능 최대화를 위한 냉각채널 설계기술	냉각부	최적의 냉각 path 설계	70%
냉각부 부착기술	냉각부	열전달 극대화 조립구조 설계	70%
투입전류 형상을 반영한 리플저감 설계기술	고정자/가동자	추력리플 저감 설계(± 2.5%이하)	80%
안정적인 홀센서 지지구조 설계기술	홀센서	정확한 위치결정 구조설계	100%
		자기신호 발생의 안정화 설계	95%
최적 제어 기술	-	고정밀화(제어정밀도 1um 이내)	80%

○ 고추력 리니어 모터는 고속, 고추력, 고정도를 모두 만족하는 첨단 분야에 적용되며, 특히 냉각 시스템의 구현이 중요한 기술로 대두될 것으로 예상됨. 따라서, 이에 대한 구체적인 해석 및 설계 기술이 동반되어야 함.

○ 고추력 리니어 모터는 기존 회전형 시스템과의 경쟁이 필수적이므로,  경쟁우위를 확보하기 위해서는 저가격전략이 확보되어야 하며, 이를 위해 조립공정을 단순화할 수 있는 조립 기술개발이 필수적임.

○ 그러나, 희토류 영구자석 소재 생산지의 한정으로 고추력 리니어 모터 재료비 중 상당부분을 차지하는 영구자석 가격의 변동성이 큰 문제점이 있음.

 - 이를 해결하기 해서는 국가적인 차원에서의 희토류 자석 소재 확보에  대한 해결책이 준비되어야 할 것으로 판단됨.

 - 영구자석의 사용은 단순히 본 아이템인 고추력 리니어 모터에 한정되  지 않고 다양한 모터의 필수 부품으로 국가적인 대책이 필수적임.

[출처] 고추력,리니어모터,전동기,기술동향,|작성자 모티이